JP2011080794A - Pulse radar device - Google Patents

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Shinsaku Noda
晋作 野田
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive pulse radar device that can measure both of short-distance and long-distance target objects quickly with an improved S/N ratio by single pulse transmission and dispenses with increasing the dynamic range of an A/D converter even if there is an unnecessary connection within a circuit. <P>SOLUTION: Operation is performed to break a reception signal while transmitting pulse waves to the target objects by one type of transmission pulse width. As a result, for a reflection signal from the short-distance target object, pulses are partially removed by breaking operation of the reception signal and the pulse width becomes short, while a high S/N ratio is maintained by changing the bandwidth of a filter for the decrease in the pulse width. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、目標物体との距離等を測定するパルスレーダ装置に関するものである。   The present invention relates to a pulse radar device that measures a distance to a target object and the like.

従来のパルスレーダ装置としては、例えば下記の特許文献1に示すような技術を用いたものがある。
図7は、特許文献1の実施の形態2(図4)に記載されているような技術を用いた従来のレーダの構成例を示している。
図7を用いて従来のレーダの動作を説明する。
発振器15から連続波が出力され、分配器4にて送信スイッチ5およびミキサ6に連続波が分配される。送信スイッチ5では、図8に示すようにCPU1の指示に基づいて連続波がパルス状に区切られる。
As a conventional pulse radar device, for example, there is one using a technique as shown in Patent Document 1 below.
FIG. 7 shows a configuration example of a conventional radar using a technique as described in Embodiment 2 (FIG. 4) of Patent Document 1.
The operation of the conventional radar will be described with reference to FIG.
A continuous wave is output from the oscillator 15, and the continuous wave is distributed to the transmission switch 5 and the mixer 6 by the distributor 4. In the transmission switch 5, as shown in FIG. 8, the continuous wave is divided into pulses based on an instruction from the CPU 1.

図8において、パルスAは、近距離の高分解能な計測を行うための短いパルス幅を持つパルスである。また、パルスBは、遠距離の計測を行うための長いパルス幅を持つパルスである。
このように生成されたパルス信号は、送信アンテナ7を介して電波として図示しない目標物体に放射され、目標物体で反射された信号は受信アンテナ8にて受信される。
受信アンテナ8で受信された信号は、ミキサ6によって分配器4で分配された連続波と混合され、直流から高周波までの帯域を有するベースバンド信号が出力される。
In FIG. 8, a pulse A is a pulse having a short pulse width for performing high-resolution measurement at a short distance. The pulse B is a pulse having a long pulse width for measuring a long distance.
The pulse signal generated in this way is radiated to a target object (not shown) as a radio wave via the transmission antenna 7, and the signal reflected by the target object is received by the reception antenna 8.
The signal received by the receiving antenna 8 is mixed with the continuous wave distributed by the distributor 4 by the mixer 6 to output a baseband signal having a band from DC to high frequency.

ここで、パルス信号の帯域幅はパルス幅に反比例するため、パルス幅の短いパルスAを受信する際は帯域幅の大きいフィルタを用い、パルス幅の長いパルスBを受信する際は帯域幅の小さいフィルタを用いることによって、SN比の劣化を抑制する。
具体的には、CPU1からの指示に基づいてフィルタ切り替えスイッチ13が動作し、受信するパルス幅に応じてそれぞれ適切な帯域幅に設定された低域通過フィルタ1(LPF1)11または低域通過フィルタ2(LPF2)12が選択される。
ミキサ6から出力するベースバンド信号は、パルス幅に応じて適切な低域通過フィルタ(LPF)を通過した後、CPU1の指示に基づいてADコンバータ(ADC)9でサンプリングされ、CPU1にて目標物体までの距離が算出される。
なお、受信されるベースバンド信号は、送信されたパルスに対して目標物体との距離Rに応じた遅延時間(2R/c(光速))を伴ったパルス波形になる。
従って、送信パルスとベースバンド信号上の受信パルスとの時間差を求めれば、目標物体までの距離が算出できる。
Here, since the bandwidth of the pulse signal is inversely proportional to the pulse width, a filter having a large bandwidth is used when receiving a pulse A having a short pulse width, and a bandwidth is small when receiving a pulse B having a long pulse width. By using the filter, the degradation of the SN ratio is suppressed.
More specifically, the low-pass filter 1 (LPF1) 11 or the low-pass filter set by the filter change-over switch 13 operates based on an instruction from the CPU 1 and is set to an appropriate bandwidth according to the received pulse width. 2 (LPF2) 12 is selected.
The baseband signal output from the mixer 6 passes through an appropriate low-pass filter (LPF) according to the pulse width, and is then sampled by the AD converter (ADC) 9 based on an instruction from the CPU 1. The distance to is calculated.
The received baseband signal has a pulse waveform with a delay time (2R / c (speed of light)) corresponding to the distance R to the target object with respect to the transmitted pulse.
Therefore, if the time difference between the transmission pulse and the reception pulse on the baseband signal is obtained, the distance to the target object can be calculated.

このような従来のパルスレーダ装置では、近距離を計測するためのパルスAと遠距離を計測するためのパルスBとを時分割で送信する必要がある。
そのため、1度のパルス送信によって、近距離と遠距離の両方の目標物体までの距離を計測することができず、計測に時間がかかるという問題があった。
In such a conventional pulse radar device, it is necessary to transmit a pulse A for measuring a short distance and a pulse B for measuring a long distance in a time division manner.
For this reason, there is a problem in that it is impossible to measure the distance to the target object at both the short distance and the long distance by one pulse transmission, and it takes time for the measurement.

また、回路内の不要結合などによって、送信スイッチ5で生成されるパルス信号が直接ミキサ6に入力され、受信アンテナ8が受信する目標物体からの反射信号に比べて大きな信号として検出されてしまう。
例えば、目標物体が自動車である場合を想定したとき、搬送波周波数76.5GHz(波長3.92mm)として、至近距離(1m)に存在するレーダ断面積10mの目標物体(自動車)からの反射信号の強度を試算する。
ここでは、送信アンテナ7および受信アンテナ8のアンテナ利得はいずれも20dBで
あると仮定すると、下記の非特許文献1などに示されているレーダ方程式を用いて式(1)のように算出される。ただし、Ptは送信スイッチ5から出力される電力、Prはミキサ6に入力される電力である。
Further, due to unnecessary coupling in the circuit, the pulse signal generated by the transmission switch 5 is directly input to the mixer 6 and is detected as a signal larger than the reflected signal from the target object received by the receiving antenna 8.
For example, when it is assumed that the target object is an automobile, the reflected signal from the target object (automobile) having a radar cross section of 10 m 2 existing at a close distance (1 m) with a carrier frequency of 76.5 GHz (wavelength 3.92 mm). Estimate the strength.
Here, if it is assumed that the antenna gains of the transmission antenna 7 and the reception antenna 8 are both 20 dB, they are calculated as shown in Equation (1) using the radar equation shown in the following Non-Patent Document 1 or the like. . Here, Pt is the power output from the transmission switch 5, and Pr is the power input to the mixer 6.

Figure 2011080794
Figure 2011080794

これに対し、不要結合により送信スイッチ5で生成されたパルス信号が直接ミキサ6に入力される信号は、一般的には−20dB程度であり、至近距離の目標物体からの反射信号は、例えば式(1)に示すように−31dB程度である。
従って、不要結合により送信スイッチ5で生成されたパルス信号が直接ミキサ6に入力される信号は、至近距離の目標物体からの反射信号よりも大きな信号となっている。
このような不要結合による大きな不要信号が入力されても、ADコンバータ9等で飽和することなく、なおかつ遠距離の目標物体からの小さな受信信号も検知できるようにするためには、例えばADコンバータ9のダイナミックレンジを不必要に大きくしなければならず、装置のコストアップを招くという問題がある。
On the other hand, the pulse signal generated by the transmission switch 5 due to unnecessary coupling is directly input to the mixer 6 is generally about −20 dB, and the reflected signal from the target object at a close distance is, for example, an expression As shown in (1), it is about -31 dB.
Therefore, a signal in which the pulse signal generated by the transmission switch 5 due to unnecessary coupling is directly input to the mixer 6 is larger than the reflected signal from the target object at a close distance.
In order to be able to detect a small received signal from a target object at a long distance without being saturated by the AD converter 9 or the like even when a large unnecessary signal due to such unnecessary coupling is input, for example, the AD converter 9 Therefore, there is a problem that the dynamic range of the apparatus must be increased unnecessarily, resulting in an increase in the cost of the apparatus.

特開2006−226847号公報JP 2006-226847 A

レーダ技術(p3〜p4、p185) 社団法人電子情報通信学会 1984年初版発行Radar technology (p3-p4, p185) The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers published in 1984

この発明は、上記のような従来装置の問題点を解決するためになされたものであって、近距離および遠距離の両方の目標物体までの距離を、1度のパルス送信により、短時間で、かつ良好なSN比で計測できると共に、回路内の不要結合があっても、ADコンバータのダイナミックレンジを大きくする必要がない「低コストのパルスレーダ装置」を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the problems of the conventional apparatus as described above, and the distance to both the near and far target objects can be obtained in a short time by transmitting the pulse once. An object of the present invention is to provide a “low-cost pulse radar device” that can measure with a good S / N ratio and does not need to increase the dynamic range of the AD converter even if there is unnecessary coupling in the circuit.

この発明に係るパルスレーダ装置は、無線周波数帯の第1の連続波信号を発振して出力する発振手段と、上記発振手段が出力する上記第1の連続波信号と位相同期した第2の連続波信号を生成する第2の連続波信号生成手段と、上記発振手段から出力する上記第1の連続波信号をパルス状に区切ってパルス波にするパルス変調手段と、上記パルス変調手段から出力する上記パルス波を目標物体に向けて送信する送信手段と、上記目標物体で反射された上記パルス波を受信する受信手段と、上記受信手段で受信された受信信号と上記第2の連続波信号生成手段で生成された連続波信号を混合して混合信号を出力する混合手段と、上記パルス波が送信されている間は上記混合手段から上記混合信号が出力されないようにする受信スイッチ手段と、上記受信スイッチ手段からの出力信号を成形するフィルタ手段と、上記パルス変調手段で上記第1の連続波信号をパルス状に区切る時刻を基準時刻として所定のサンプリング間隔で上記フィルタ手段からの出力信号をサンプリングするサンプリング手段と、上記基準時刻からの経過時間に応じて、上記フィルタ手段の通過帯域幅を変化させるフィルタ制御手段を備えるものである。   The pulse radar device according to the present invention includes an oscillating unit that oscillates and outputs a first continuous wave signal in a radio frequency band, and a second continuous signal that is phase-synchronized with the first continuous wave signal output by the oscillating unit. A second continuous wave signal generating means for generating a wave signal, a pulse modulating means for dividing the first continuous wave signal output from the oscillating means into a pulse wave, and outputting from the pulse modulating means Transmitting means for transmitting the pulse wave toward the target object, receiving means for receiving the pulse wave reflected by the target object, received signal received by the receiving means, and second continuous wave signal generation Mixing means for mixing the continuous wave signal generated by the means and outputting a mixed signal; and receiving switch means for preventing the mixed signal from being output from the mixing means while the pulse wave is being transmitted; The filter means for shaping the output signal from the receiving switch means, and the output signal from the filter means at a predetermined sampling interval with the time at which the first continuous wave signal is divided into pulses by the pulse modulation means as a reference time Sampling means for sampling and filter control means for changing the pass bandwidth of the filter means in accordance with the elapsed time from the reference time.

また、この発明に係るパルスレーダ装置は、無線周波数帯の第1の連続波信号を発振して出力する発振手段と、上記発振手段から出力する連続波信号をパルス状に区切ってパルス波を生成し、生成したパルス波のパルス幅が所定のパルス幅の間は送信側に接続して第1のパルス波を生成し、生成したパルス波のパルス幅が上記所定のパルス幅以外のときは受信側に切り替えて第2のパルス波を生成する送受切り替え手段と、上記送受切り替え手段から出力する上記第1のパルス波を目標物体に向けて送信する送信手段と、上記目標物体で反射された上記第1のパルス波を受信する受信手段と、上記受信手段で受信された受信信号と上記送受切り替え手段から出力する上記第2のパルス波を混合して混合信号を出力する混合手段と、上記受信スイッチ手段からの出力信号を成形するフィルタ手段と、上記送受切り替え手段で送信側に接続する時刻を基準時刻として所定のサンプリング間隔で上記フィルタ手段からの出力信号をサンプリングするサンプリング手段と、上記基準時刻からの経過時間に応じて、上記フィルタ手段の通過帯域幅を変化させるフィルタ制御手段を備えるものである。   The pulse radar device according to the present invention generates an oscillating means for oscillating and outputting a first continuous wave signal in a radio frequency band, and generates a pulse wave by dividing the continuous wave signal outputted from the oscillating means into pulses. When the pulse width of the generated pulse wave is a predetermined pulse width, the first pulse wave is generated by connecting to the transmission side, and when the pulse width of the generated pulse wave is other than the predetermined pulse width, reception is performed. Transmission / reception switching means for generating a second pulse wave by switching to the side, transmission means for transmitting the first pulse wave output from the transmission / reception switching means toward the target object, and the reflection reflected by the target object Receiving means for receiving the first pulse wave; mixing means for mixing the reception signal received by the receiving means and the second pulse wave output from the transmission / reception switching means; and outputting a mixed signal; and the receiving The Filter means for shaping the output signal from the switch means, sampling means for sampling the output signal from the filter means at a predetermined sampling interval with the time when the transmission / reception switching means is connected to the transmission side as a reference time, and the reference Filter control means for changing the pass bandwidth of the filter means according to the elapsed time from the time is provided.

この発明によれば、近距離および遠距離の両方の目標物体までの距離を、1度のパルス送信により、短時間で、かつ良好なSN比で計測できる。
また、回路内の不要結合があっても、送信パルスの不要結合による信号を除去してADコンバータの飽和を回避できるので、ADコンバータのダイナミックレンジを大きくする必要がなく、装置の低価格が図れる。
According to the present invention, the distance to both near and far target objects can be measured in a short time and with a good SN ratio by one pulse transmission.
In addition, even if there is unnecessary coupling in the circuit, it is possible to avoid the saturation of the AD converter by removing the signal due to unnecessary coupling of the transmission pulse, so that it is not necessary to increase the dynamic range of the AD converter, and the cost of the apparatus can be reduced. .

本発明の実施の形態1によるパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus by Embodiment 1 of this invention. 実施の形態1における周波数変調信号と送信パルス信号との関係を表す図である。6 is a diagram illustrating a relationship between a frequency modulation signal and a transmission pulse signal in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1において、送信信号と受信信号との関係を表す図である。In Embodiment 1, it is a figure showing the relationship between a transmission signal and a received signal. 実施の形態1において、送信パルスとフィルタ切り替えおよびサンプリングタイミングの関係を表す図である。In Embodiment 1, it is a figure showing the relationship between a transmission pulse, filter switching, and a sampling timing. 本発明の実施の形態2によるパルスレーダ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pulse radar apparatus by Embodiment 2 of this invention. 実施の形態2において、送信パルスとフィルタ切り替えおよびサンプリングタイミングの関係を表す図である。In Embodiment 2, it is a figure showing the relationship between a transmission pulse, filter switching, and a sampling timing. 従来のパルスレーダ装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the conventional pulse radar apparatus. 従来のパルスレーダ装置における送信パルスの様子を表す図である。It is a figure showing the mode of the transmission pulse in the conventional pulse radar apparatus.

以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1によるパルスレーダ装置の構成を示す図である。
また、図2は、周波数変調信号と送信パルス信号との関係を表す図である。
図1に示すように、本実施の形態によるパルスレーダ装置は、CPU1の指示に基づいて変調信号発生器(FM)2から図2(a)に示すような三角波形の変調信号を出力し、VCO(電圧制御発振器:Voltage Controlled Oscillator)3に与える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a pulse radar device according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the frequency modulation signal and the transmission pulse signal.
As shown in FIG. 1, the pulse radar device according to this embodiment outputs a modulation signal having a triangular waveform as shown in FIG. 2A from the modulation signal generator (FM) 2 based on an instruction from the CPU 1, The voltage is supplied to a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 3.

図2(a)において、Tmは変調時間、Fmは周波数変調幅を表す。
VCO(電圧制御発振器)3からは図2(a)のように周波数変調された連続波(第1の連続波信号)が出力され、この連続波(第1の連続波信号)は分配器4によって送信スイッチ5およびミキサ6に分配される。
いうまでもなく、分配器4は入力信号(すなわち、第1の連続波信号)を分配して出力するため、分配器4で分配されて出力する信号(すなわち、第2の連続波信号)は入力信
号(第1の連続波信号)と位相が同期しており、後述するミキサ6における混合によって直流から高周波までの帯域を有するベースバンド信号を出力することが可能となる。
In FIG. 2A, Tm represents a modulation time, and Fm represents a frequency modulation width.
A continuous wave (first continuous wave signal) frequency-modulated as shown in FIG. 2A is output from the VCO (voltage controlled oscillator) 3, and this continuous wave (first continuous wave signal) is output from the distributor 4. Is distributed to the transmission switch 5 and the mixer 6.
Needless to say, since the distributor 4 distributes and outputs the input signal (ie, the first continuous wave signal), the signal distributed and output by the distributor 4 (ie, the second continuous wave signal) is The phase is synchronized with the input signal (first continuous wave signal), and it becomes possible to output a baseband signal having a band from direct current to high frequency by mixing in the mixer 6 described later.

送信スイッチ5では、CPU1の指示に基づいて、図2(b)に示すように、VCO(電圧制御発振器)3から出力する連続波(第1の連続波信号)がパルス状に区切られる。このとき、各パルスのパルス幅は一定とする。
このようにパルス状に区切られた信号は送信アンテナ7を介して図示しない目標物体に電波として放射され、目標物体で反射された信号は受信アンテナ8にて受信される。
受信アンテナ8で受信された信号はミキサ6にて分配器4で分配された連続波(すなわち、第2の連続波信号)と混合され、ベースバンド信号が出力される。
なお、分配器4で分配された連続波(第2の連続波信号)は、受信信号がミキサ6での混合作用によりベースバンド信号に変換される時の参照信号と解釈できるので、分配器4で分配された連続波(第2の連続波信号)は、変換のための参照波とも称してもよい。
In the transmission switch 5, as shown in FIG. 2B, the continuous wave (first continuous wave signal) output from the VCO (voltage controlled oscillator) 3 is divided into pulses based on an instruction from the CPU 1. At this time, the pulse width of each pulse is constant.
The signal thus divided into pulses is radiated as a radio wave to a target object (not shown) via the transmission antenna 7, and the signal reflected by the target object is received by the reception antenna 8.
The signal received by the receiving antenna 8 is mixed with the continuous wave (that is, the second continuous wave signal) distributed by the distributor 4 by the mixer 6, and a baseband signal is output.
Note that the continuous wave (second continuous wave signal) distributed by the distributor 4 can be interpreted as a reference signal when the received signal is converted into a baseband signal by the mixing action in the mixer 6. The continuous wave (second continuous wave signal) distributed in (1) may also be referred to as a reference wave for conversion.

ここで、現実の回路内には一定量の不要結合が存在することに注意する。
いま、送信スイッチ5からミキサ6への不要結合を考慮すると、送信信号のパルスと同じタイミングの大きな受信信号としてミキサ6に入力される。
この信号による「後述するADコンバータ(ADC)9での飽和」を回避するために、受信スイッチ10によって送信信号のパルスが出力されている間のみ、ミキサ6から出力されるベースバンド信号を遮断するように動作する。これにより不要結合によって送信パルスが受信信号へ重畳した信号を除去する。
Note that there is a certain amount of unwanted coupling in the actual circuit.
Considering unnecessary coupling from the transmission switch 5 to the mixer 6, the received signal is input to the mixer 6 as a large reception signal having the same timing as the pulse of the transmission signal.
In order to avoid “saturation in an AD converter (ADC) 9 to be described later” due to this signal, the baseband signal output from the mixer 6 is cut off only while the pulse of the transmission signal is output by the reception switch 10. To work. As a result, a signal in which the transmission pulse is superimposed on the reception signal due to unnecessary coupling is removed.

図3は、送信信号と受信信号の関係を示している。
図3(a)は送信信号を表しており、送信されたパルスは目標物体との距離の往復に要する時間だけ遅延して受信される。
したがって近距離の目標物体からの受信信号(ミキサ6の出力)は図3(b)のようになり、遠距離の目標物体からの受信信号は図3(c)のようになる。
受信スイッチ10は、前述のように送信信号のパルスが出力されている間は信号を遮断するため、受信スイッチ10から出力される信号は、近距離および遠距離の目標物体に対してそれぞれ、図3(d)および図3(e)のようになる。
図3(d)に示すとおり、近距離の目標物体からの受信信号は受信スイッチ10によってパルスの一部が除去され、パルス幅が短くなる。
一方、遠距離の目標物体からの受信信号は受信スイッチ10の影響を受けず、パルス幅は変化しない。
以上のことから、パルス信号が目標物体との往復に要する時間がパルス幅より短い近距離の目標物体に対しては、パルス幅が短くなって受信スイッチ10から出力され、それ以外の遠距離の目標物体に対しては、パルス幅は変化しない。
FIG. 3 shows the relationship between the transmission signal and the reception signal.
FIG. 3A shows a transmission signal, and the transmitted pulse is received with a delay by a time required for the round trip of the distance to the target object.
Therefore, the received signal from the target object at a short distance (output of the mixer 6) is as shown in FIG. 3B, and the received signal from the target object at a long distance is as shown in FIG.
Since the reception switch 10 cuts off the signal while the pulse of the transmission signal is being output as described above, the signal output from the reception switch 10 is shown in FIG. 3 (d) and FIG. 3 (e).
As shown in FIG. 3D, a part of the pulse of the reception signal from the target object at a short distance is removed by the reception switch 10 and the pulse width is shortened.
On the other hand, the received signal from the target object at a long distance is not affected by the receiving switch 10 and the pulse width does not change.
From the above, for a short-distance target object in which the time required for the pulse signal to reciprocate with the target object is shorter than the pulse width, the pulse width is shortened and output from the reception switch 10, and other long-distance objects are output. For the target object, the pulse width does not change.

ここで、パルス幅とそれに対して最適なSN比をもたらす受信機の帯域幅は反比例するため(例えば非特許文献1のp185の記載参照)、前述のように目標物体との距離によって異なるパルス幅を持つ信号に対して、それぞれ異なる帯域幅を持つ低域通過フィルタ(LPF)を用いるようにする。
具体的には、低域通過フィルタ1(LPF1)11は、遠距離計測用として送信されるパルス幅に対して最適化された帯域幅に設定する。
一方、低域通過フィルタ2(LPF2)12は、近距離計測用として低域通過フィルタ(LPF1)11よりも広い帯域幅に設定する。
Here, since the pulse width and the bandwidth of the receiver that provides the optimum signal-to-noise ratio are inversely proportional (see, for example, the description of p185 in Non-Patent Document 1), the pulse width varies depending on the distance to the target object as described above. A low-pass filter (LPF) having a different bandwidth is used for a signal having.
Specifically, the low-pass filter 1 (LPF1) 11 sets the bandwidth optimized for the pulse width transmitted for long-distance measurement.
On the other hand, the low-pass filter 2 (LPF2) 12 is set to have a wider bandwidth than the low-pass filter (LPF1) 11 for short distance measurement.

本実施の形態では、低域通過フィルタ2(LPF2)12の帯域幅を低域通過フィルタ1(LPF1)11の帯域幅の2倍とする。
このように設定された2種の低域通過フィルタ(LPF)に対し、フィルタ切り替えス
イッチ13によって図4に示すように切り替える。
図4(a)は送信信号を表している。送信信号をオンしてからパルス幅Tpwの2倍の時間が経過するまでは、受信された受信信号のパルス幅は前述のように受信スイッチ10によって短縮されるため、帯域幅の広い低域通過フィルタ2(LPF2)12を用いる。
それ以降は、低域通過フィルタ1(LPF1)11を用いる。
すなわち、CPU1の指示により、フィルタ切り替えスイッチ13は、図4(b)に示すように制御される。
In the present embodiment, the bandwidth of the low-pass filter 2 (LPF2) 12 is set to twice the bandwidth of the low-pass filter 1 (LPF1) 11.
The two types of low-pass filters (LPFs) set in this way are switched as shown in FIG.
FIG. 4A shows a transmission signal. Since the pulse width of the received signal is shortened by the receiving switch 10 as described above until the time twice as long as the pulse width Tpw has elapsed since the transmission signal was turned on, the low-pass signal having a wide bandwidth is used. A filter 2 (LPF2) 12 is used.
Thereafter, the low-pass filter 1 (LPF1) 11 is used.
That is, the filter changeover switch 13 is controlled as shown in FIG.

このように目標物体との距離に応じた適切な低域通過フィルタ(LPF)を通過したベースバンド信号は、CPU1の指示に基づいて、ADコンバータ9にて図4(c)に示すようなタイミングでサンプリングされる。
ADコンバータ9は、図4(c)の信号の立ち上がりにてAD変換を行う。すなわち、パルスの送信時刻を基準として所定の間隔でサンプリングを行う。
ここで、各サンプリング時刻をレンジゲートと呼び、それぞれRG1,RG2,・・・と番号を割り付ける。
目標物体との距離Rと、送信信号と受信信号との遅延時間Tdとの間には、下記の式(2)に示す比例関係があるため、どのレンジゲートで信号が受信されるかによって目標物体との概略の距離がわかる。なお、式(2)において、cは光速である。
本実施の形態においては、レンジゲートRG1のみ帯域幅の広い低域通過フィルタ2(LPF2)12を使用し、それ以外のレンジゲートでは帯域幅の狭い低域通過フィルタ1(LPF1)11を使用することになる。
The baseband signal that has passed through the appropriate low-pass filter (LPF) according to the distance to the target object in this way is sent to the AD converter 9 at a timing as shown in FIG. It is sampled at.
The AD converter 9 performs AD conversion at the rising edge of the signal in FIG. That is, sampling is performed at predetermined intervals with reference to the pulse transmission time.
Here, each sampling time is called a range gate, and numbers RG1, RG2,.
The distance R between the target object and the delay time Td between the transmission signal and the reception signal has a proportional relationship expressed by the following equation (2). Therefore, the target depends on which range gate the signal is received at. You can see the approximate distance to the object. In equation (2), c is the speed of light.
In the present embodiment, the low-pass filter 2 (LPF2) 12 having a wide bandwidth is used only for the range gate RG1, and the low-pass filter 1 (LPF1) 11 having a narrow bandwidth is used for the other range gates. It will be.

Figure 2011080794
Figure 2011080794

このようなサンプリングは、図2に示すように周波数変調の1周期の間の各パルス送信毎に行われる。
以上のように、ADコンバータ9でサンプリングされた受信データは、CPU1に入力され、目標物体との距離および相対速度が算出される。
まず、図2に示す周波数変調のうち、時間の経過にともない周波数が上昇する期間(UPフェーズ)と、周波数が下降する期間(DOWNフェーズ)とに区別し、各フェーズのそれぞれにおいてサンプリングされた受信データがレンジゲート毎に収集される。
次に各フェーズ、各レンジゲート毎に収集された受信データは、それぞれ周波数変換され、各フェーズ、各レンジゲート毎のスペクトラム波形を得る。
Such sampling is performed for each pulse transmission during one period of frequency modulation as shown in FIG.
As described above, the reception data sampled by the AD converter 9 is input to the CPU 1 and the distance and relative speed with the target object are calculated.
First, in the frequency modulation shown in FIG. 2, a period in which the frequency increases with the passage of time (UP phase) is distinguished from a period in which the frequency decreases (DOWN phase). Data is collected for each range gate.
Next, the received data collected for each phase and each range gate is frequency-converted to obtain a spectrum waveform for each phase and each range gate.

各スペクトラム波形に対して、所定のしきい値を用いてピーク検出処理が行われ、それぞれの周波数(ビート周波数)を得る。
ここでは目標物体が存在する距離に対応したレンジゲートのスペクトラムにピークが現れることになる。
ここで、UP、DOWNの各フェーズにおける「RGk(k=1,2,・・)」のビート周波数をそれぞれ、fuk、fudとする。
このとき、一般的なFMCW(Frequency Modulation Continuous Wave)方式レーダと同様に、ピークが検出されたレンジゲートにおいて、下記の式(3)および式(4)により目標物体との距離Rk、相対速度Vkが算出される。
Peak detection processing is performed on each spectrum waveform using a predetermined threshold value to obtain each frequency (beat frequency).
Here, a peak appears in the spectrum of the range gate corresponding to the distance where the target object exists.
Here, it is assumed that beat frequencies of “RGk (k = 1, 2,...)” In each phase of UP and DOWN are fuk and fud, respectively.
At this time, similarly to a general FMCW (Frequency Modulation Continuous Wave) radar, in the range gate where the peak is detected, the distance Rk to the target object and the relative velocity Vk according to the following equations (3) and (4). Is calculated.

Figure 2011080794
Figure 2011080794

Figure 2011080794
Figure 2011080794

ここで、cは光速、Tmは変調時間、Fmは周波数変調幅、λcは搬送波の波長である。
また、相対速度Vkは目標物体が接近する側を正としている。
もし式(3)で算出された目標物体との距離Rkが、RGkに対応する距離に矛盾する場合は誤検知と判定して算出結果を棄却する。
なお、本実施の形態では、帯域幅の異なる2種類の低域通過フィルタ(LPF)を備え、それらをフィルタ切り替えスイッチ13で切り替えることによりベースバンド信号が通過する低域通過フィルタ(LPF)の帯域を変化させたが、帯域幅が可変である低域通過フィルタ(LPF)を用いてそれを制御しても全く同様の効果が得られることはいうまでもない。
また、本実施の形態では不要結合によって受信信号に重畳する送信パルスを除去するために受信スイッチ10を用いたが、利得が可変である増幅器や、あるいは減衰量が可変である減衰器を用いて、送信信号を出力している間は利得を減じたり、あるいは減衰量を増やすようにしても全く同様の効果が得られる。
Here, c is the speed of light, Tm is the modulation time, Fm is the frequency modulation width, and λc is the wavelength of the carrier wave.
The relative speed Vk is positive on the side where the target object approaches.
If the distance Rk to the target object calculated by Equation (3) contradicts the distance corresponding to RGk, it is determined as false detection and the calculation result is rejected.
In the present embodiment, two types of low-pass filters (LPF) having different bandwidths are provided, and the band of the low-pass filter (LPF) through which the baseband signal passes by switching them with the filter changeover switch 13 is used. However, it is needless to say that the same effect can be obtained even if it is controlled using a low-pass filter (LPF) whose bandwidth is variable.
In this embodiment, the reception switch 10 is used to remove the transmission pulse superimposed on the reception signal due to unnecessary coupling. However, an amplifier having a variable gain or an attenuator having a variable attenuation is used. Even if the gain is reduced or the attenuation is increased while the transmission signal is being output, the same effect can be obtained.

実施の形態1によれば、受信スイッチ10により送信パルスの不要結合による信号を除去するため、ADコンバータ9のダイナミックレンジを大きくする必要がなくなり、コスト低減が可能となる。
また、受信スイッチ10によってパルス幅が短縮された近距離の目標物体からの受信信号に対して帯域幅の広いフィルタを用いるため、近距離の目標物体に対しても良好なSN比で計測することができる。
さらにまた、近距離の目標物体と遠距離の目標物体の両方を送信パルス幅を変化させることなく1種類のパルス幅で計測するため、短時間で計測を行うことができる。
According to the first embodiment, since the signal due to unnecessary coupling of transmission pulses is removed by the reception switch 10, it is not necessary to increase the dynamic range of the AD converter 9, and the cost can be reduced.
In addition, since a filter with a wide bandwidth is used for a received signal from a short-distance target object whose pulse width has been shortened by the receiving switch 10, measurement is also performed with a good SN ratio even for a short-distance target object. Can do.
Furthermore, since both the short-distance target object and the long-distance target object are measured with one type of pulse width without changing the transmission pulse width, the measurement can be performed in a short time.

また、本実施の形態によるパルスレーダ装置は、発振手段(電圧制御発振器3)が出力する第1の連続波信号に対して単位時間あたりの周波数変化量が略一定である周波数変調を施すための変調信号を発生する変調信号発生手段(変調信号発生器2)を設けている。
そして、周波数変調を行ってビート周波数を用いた距離および相対速度検出を行っているので、目標物体との距離を精度よく計測することができる。
さらに、ビート周波数を用いた距離算出結果と受信パルスのサンプリングタイミングに基づいた概略距離との比較によって誤検出を棄却するので、目標物体との距離計測結果の信頼性を向上することができる。
In addition, the pulse radar device according to the present embodiment applies frequency modulation in which the frequency change amount per unit time is substantially constant with respect to the first continuous wave signal output from the oscillation means (voltage controlled oscillator 3). Modulation signal generation means (modulation signal generator 2) for generating a modulation signal is provided.
Since the distance and relative speed detection using the beat frequency is performed by performing frequency modulation, the distance to the target object can be accurately measured.
Furthermore, since the erroneous detection is rejected by comparing the distance calculation result using the beat frequency with the approximate distance based on the sampling timing of the received pulse, the reliability of the distance measurement result with the target object can be improved.

以上説明したように、本実施の形態によるパルスレーダ装置は、無線周波数帯の第1の連続波信号を発振して出力する発振手段(電圧制御発振器3)と、発振手段が出力する第1の連続波信号と位相同期した第2の連続波信号を生成する第2の連続波信号生成手段(例えば分配器4)と、発振手段から出力する第1の連続波信号をパルス状に区切ってパルス波にするパルス変調手段(送信スイッチ5およびCPU1)と、パルス変調手段から出力するパルス波を目標物体に向けて送信する送信手段(送信アンテナ7)と、目標物体で反射されたパルス波を受信する受信手段(受信アンテナ8)と、受信手段で受信された受信信号と第2の連続波信号生成手段で生成された連続波信号を混合して混合信号を出力する混合手段(ミキサ6)と、パルス波が送信されている間は混合手段から混合信号が出力されないようにする受信スイッチ手段(受信スイッチ10およびCPU1)と、通過帯域幅の異なる複数の低域通過フィルタ(LPF)で構成され、受信スイッチ手段からの出力信号を成形するフィルタ手段(低域通過フィルタ1(LPF1)11、低域通過フィルタ2(LPF2)12)と、パルス変調手段で第1の連続波信号をパルス状に区切る時刻を基準時刻として所定のサンプリング間隔でフィルタ手段からの出力信号をサンプリングするサンプリング手段(ADC9およびCPU1)と、基準時刻からの経過時間に応じて、フィルタ手段を構成する複数の低域通過フィルタ(LPF)を切り替えて、フィルタ手段の通過帯域幅を変化させるフィルタ制御手段(フィルタ切り替えスイッチ13およびCPU1)を備えている。   As described above, the pulse radar device according to the present embodiment oscillates the first continuous wave signal in the radio frequency band and outputs the first continuous wave signal, and the first output from the oscillation means. A second continuous wave signal generating means (for example, a distributor 4) that generates a second continuous wave signal that is phase-synchronized with the continuous wave signal, and a pulse obtained by dividing the first continuous wave signal output from the oscillating means into pulses. Pulse modulation means (transmission switch 5 and CPU 1) for generating a wave, transmission means (transmission antenna 7) for transmitting the pulse wave output from the pulse modulation means toward the target object, and receiving the pulse wave reflected by the target object Receiving means (receiving antenna 8), and a mixing means (mixer 6) for mixing the reception signal received by the receiving means and the continuous wave signal generated by the second continuous wave signal generating means to output a mixed signal , Pa It is composed of reception switch means (reception switch 10 and CPU 1) that prevents the mixed signal from being output from the mixing means while the S-wave is being transmitted, and a plurality of low-pass filters (LPF) having different pass bandwidths, Filter means (low-pass filter 1 (LPF1) 11 and low-pass filter 2 (LPF2) 12) for shaping the output signal from the receiving switch means and pulse modulation means divide the first continuous wave signal into pulses. Sampling means (ADC 9 and CPU 1) for sampling the output signal from the filter means at a predetermined sampling interval with the time as the reference time, and a plurality of low-pass filters (filtering means) according to the elapsed time from the reference time ( Filter control means (filter cutting) that changes the pass bandwidth of the filter means by switching the LPF) Has an example switch 13 and CPU1).

従って、本実施の形態によれば、近距離および遠距離の両方の目標物体までの距離を、1度のパルス送信により、短時間で、かつ良好なSN比で計測できる。
また、回路内の不要結合があっても、ADコンバータのダイナミックレンジを大きくする必要がないので、装置の低価格化が図れる。
なお、上述の説明では、第2の連続波信号生成手段として分配器4を用いた場合を示しているが、これに限られるものではなく、例えば第1の連続波信号と位相同期した第2の連続波信号を生成する位相同期発振器を別に設けてもよい。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to measure the distance to both the short-distance and long-distance target objects in a short time and with a good S / N ratio by one-time pulse transmission.
Moreover, even if there is unnecessary coupling in the circuit, it is not necessary to increase the dynamic range of the AD converter, so that the cost of the device can be reduced.
In the above description, the case where the distributor 4 is used as the second continuous wave signal generating means is shown. However, the present invention is not limited to this. For example, the second continuous wave signal in phase with the first continuous wave signal is used. A phase-locked oscillator that generates the continuous wave signal may be provided separately.

実施の形態2.
図5は、実施の形態2によるパルスレーダ装置の構成を示す図である。
CPU1の指示に基づいて、VCO(電圧制御発振器)3から周波数変調された連続波が出力されるまでは実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
VCO(電圧制御発振器)3から出力された連続波(第1の連続波)は、送受切り替えスイッチ14に入力される。
図6は、実施の形態2において、送信パルスとフィルタ切り替えおよびサンプリングタイミングの関係を表す図であり、図6(a)は、CPU1から指示される送受切り替えスイッチ14の動作を表す。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of the pulse radar apparatus according to the second embodiment.
The process is the same as in the first embodiment until a frequency-modulated continuous wave is output from a VCO (voltage controlled oscillator) 3 based on an instruction from the CPU 1, and a description thereof will be omitted.
The continuous wave (first continuous wave) output from the VCO (voltage controlled oscillator) 3 is input to the transmission / reception changeover switch 14.
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between transmission pulses, filter switching, and sampling timing in the second embodiment, and FIG. 6A illustrates the operation of the transmission / reception switching switch 14 instructed by the CPU 1.

図6(a)に示すように、送受切り替えスイッチ14は、送信パルス幅Tpwの間は送信側、すなわち送信アンテナ7側に接続し、それ以外は受信側、すなわちミキサ6側に接続する。
この結果、送信アンテナ7にはパルス幅Tpwの信号が供給される。
いうまでもなく送受切り替えスイッチ14は、入力信号を送信側と受信側に切り替えて出力するため、出力される信号は入力信号と位相が同期しており、ミキサ6における混合によりベースバンド信号を出力することが可能となる。
なお、VCO(電圧制御発振器)3での周波数変調、および送受切り替えスイッチ14での送信パルス生成は図2に示したとおりである。
As shown in FIG. 6A, the transmission / reception changeover switch 14 is connected to the transmission side, that is, the transmission antenna 7 side during the transmission pulse width Tpw, and is connected to the reception side, that is, the mixer 6 side otherwise.
As a result, the transmission antenna 7 is supplied with a signal having a pulse width Tpw.
Needless to say, since the transmission / reception changeover switch 14 switches the input signal between the transmission side and the reception side and outputs it, the output signal is in phase with the input signal, and the baseband signal is output by mixing in the mixer 6. It becomes possible to do.
The frequency modulation in the VCO (voltage controlled oscillator) 3 and the transmission pulse generation in the transmission / reception changeover switch 14 are as shown in FIG.

このように、VCO(電圧制御発振器)3から出力する第1の連続波がパルス状に区切られた信号は、送信アンテナ7を介して図示しない目標物体に電波として放射され、目標物体で反射された信号は受信アンテナ8にて受信される。
受信アンテナ8で受信された信号は、ミキサ6にて送受切り替えスイッチ14から供給される信号と混合され、ベースバンド信号が出力される。
このとき、送受切り替えスイッチ14により、送信パルスがオンの間はミキサ6には電力が供給されないため、ミキサ6からはベースバンド信号が出力されない。
したがって送受切り替えスイッチ14からミキサ6への不要結合が生じても、この不要
結合によるベースバンド信号が出力されることはなく、「後述するADコンバータ9での飽和」を回避することができる。
また、前述した実施の形態1と同様に、パルス信号が目標物体との往復に要する時間がパルス幅より短い近距離の目標物体に対しては、パルス幅が短くなってミキサ6から出力され、それ以外の遠距離の目標物体に対しては、パルス幅は変化しない。
In this way, a signal in which the first continuous wave output from the VCO (voltage controlled oscillator) 3 is divided into pulses is radiated as a radio wave to a target object (not shown) via the transmission antenna 7 and reflected by the target object. The received signal is received by the receiving antenna 8.
The signal received by the receiving antenna 8 is mixed with the signal supplied from the transmission / reception changeover switch 14 by the mixer 6 to output a baseband signal.
At this time, power is not supplied to the mixer 6 by the transmission / reception changeover switch 14 while the transmission pulse is on, so that no baseband signal is output from the mixer 6.
Therefore, even if unnecessary coupling from the transmission / reception changeover switch 14 to the mixer 6 occurs, a baseband signal due to this unnecessary coupling is not output, and “saturation in the AD converter 9 described later” can be avoided.
Similarly to the first embodiment described above, for a short-distance target object in which the time required for the pulse signal to reciprocate with the target object is shorter than the pulse width, the pulse width is shortened and output from the mixer 6. The pulse width does not change for other long-distance target objects.

ミキサ6から出力されたベースバンド信号は、実施の形態1と同様にフィルタ切り替えスイッチ13にて図6(b)に示すとおり切り替えられ、近距離および遠距離それぞれの目標物体からの受信信号に対し良好なSN比で計測が行われるように動作する。
なお、実施の形態1と同様に、低域通過フィルタ1(LPF1)11は、遠距離計測用として送信されるパルス幅に対して最適化された帯域幅に設定されており、低域通過フィルタ2(LPF2)12は、近距離計測用として低域通過フィルタ1(LPF1)11の2倍の帯域幅に設定してある。
ADコンバータ9では、図6(c)に示すようなタイミングでサンプリングされ、以降実施の形態1と全く同様に目標物体との距離および相対速度が算出されるので詳細な説明は省略する。
The baseband signal output from the mixer 6 is switched as shown in FIG. 6B by the filter changeover switch 13 as in the first embodiment, and the received signals from the target objects at the short distance and the long distance are respectively received. It operates so that measurement is performed with a good S / N ratio.
As in the first embodiment, the low-pass filter 1 (LPF1) 11 is set to a bandwidth optimized for the pulse width transmitted for long-distance measurement, and the low-pass filter 2 (LPF2) 12 is set to a bandwidth twice that of the low-pass filter 1 (LPF1) 11 for short distance measurement.
In the AD converter 9, sampling is performed at the timing shown in FIG. 6C, and the distance and relative speed from the target object are calculated in exactly the same manner as in the first embodiment.

以上説明したように、本実施の形態によるパルスレーダ装置は、無線周波数帯の第1の連続波信号を発振して出力する発振手段(電圧制御発振器3)と、発振手段から出力する連続波信号をパルス状に区切ってパルス波を生成し、生成したパルス波のパルス幅が所定のパルス幅の間は送信側に接続して第1のパルス波を生成し、生成したパルス波のパルス幅が上記所定のパルス幅以外のときは受信側に切り替えて第2のパルス波を生成する送受切り替え手段(送受切り替えスイッチ14)と、送受切り替え手段から出力する第1のパルス波を目標物体に向けて送信する送信手段(送信アンテナ7)と、目標物体で反射された上記第1のパルス波を受信する受信手段(受信アンテナ8)と、受信手段で受信された受信信号と送受切り替え手段から出力する第2のパルス波を混合して混合信号を出力する混合手段(ミキサ6)と、通過帯域幅の異なる複数の低域通過フィルタ(LPF)で構成され、受信スイッチ手段からの出力信号を成形するフィルタ手段(低域通過フィルタ1(LPF1)11、低域通過フィルタ2(LPF2)12)と、送受切り替え手段で送信側に接続する時刻を基準時刻として所定のサンプリング間隔でフィルタ手段からの出力信号をサンプリングするサンプリング手段(CPU1およびADC9)と、基準時刻からの経過時間に応じて、フィルタ手段を構成する複数の低域通過フィルタ(LPF)を切り替えて、フィルタ手段の通過帯域幅を変化させるフィルタ制御手段(フィルタ切り替えスイッチ13+CPU1)を備えている。   As described above, the pulse radar device according to the present embodiment has the oscillation means (voltage controlled oscillator 3) for oscillating and outputting the first continuous wave signal in the radio frequency band, and the continuous wave signal output from the oscillation means. To generate a first pulse wave by connecting to the transmitting side while the pulse width of the generated pulse wave is a predetermined pulse width, and the pulse width of the generated pulse wave is When the pulse width is other than the predetermined pulse width, the transmission / reception switching unit (transmission / reception switching switch 14) generates the second pulse wave by switching to the reception side, and the first pulse wave output from the transmission / reception switching unit is directed toward the target object. Transmitting means for transmitting (transmitting antenna 7), receiving means for receiving the first pulse wave reflected by the target object (receiving antenna 8), received signal received by the receiving means and transmission / reception switching means It is composed of mixing means (mixer 6) for mixing the second pulse wave to be output and outputting a mixed signal, and a plurality of low-pass filters (LPFs) having different pass bandwidths. The output signal from the receiving switch means Filter means (low-pass filter 1 (LPF1) 11 and low-pass filter 2 (LPF2) 12) to be molded and the time from the transmission / reception switching means connected to the transmission side as a reference time from the filter means at a predetermined sampling interval Sampling means (CPU 1 and ADC 9) for sampling the output signal and a plurality of low-pass filters (LPF) constituting the filter means are switched according to the elapsed time from the reference time, and the pass bandwidth of the filter means is changed. Filter control means (filter changeover switch 13 + CPU1) is provided.

従って、本実施の形態によれば、実施の形態1における送信パルスを生成するスイッチ(送信スイッチ5)と不要結合による重畳信号を除去するスイッチ(受信スイッチ10)を1個の送受切り替えスイッチ14に集約することができるので、前述した実施の形態1の効果を得ると共に、さらなる装置のコスト低減が図れる。   Therefore, according to the present embodiment, the switch (transmission switch 5) that generates the transmission pulse and the switch (reception switch 10) that eliminates the superposed signal due to unnecessary coupling in the first embodiment are combined into one transmission / reception switching switch 14. Since they can be consolidated, the effects of the first embodiment described above can be obtained, and the cost of the apparatus can be further reduced.

本発明は、近距離および遠距離の目標物体までの距離を良好なSN比で計測できると共に、ADコンバータのダイナミックレンジを大きくする必要がない低価格なパルスレーダ装置の実現に有用である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for realizing a low-cost pulse radar apparatus that can measure the distance to a target object at a short distance and a long distance with a good SN ratio and does not need to increase the dynamic range of the AD converter.

1 CPU
2 変調信号発生器
3 VCO(電圧制御発振器)
4 分配器
5 送信スイッチ
6 ミキサ
7 送信アンテナ
8 受信アンテナ
9 ADコンバータ
10 受信スイッチ
11、12 低域通過フィルタ(LPF)
13 フィルタ切り替えスイッチ
14 送受切り替えスイッチ
1 CPU
2 Modulation signal generator 3 VCO (voltage controlled oscillator)
4 distributor 5 transmission switch 6 mixer 7 transmission antenna 8 reception antenna 9 AD converter 10 reception switch 11, 12 low-pass filter (LPF)
13 Filter selector switch 14 Transmission / reception selector switch

Claims (4)

無線周波数帯の第1の連続波信号を発振して出力する発振手段と、
上記発振手段が出力する上記第1の連続波信号と位相同期した第2の連続波信号を生成する第2の連続波信号生成手段と、
上記発振手段から出力する上記第1の連続波信号をパルス状に区切ってパルス波にするパルス変調手段と、
上記パルス変調手段から出力する上記パルス波を目標物体に向けて送信する送信手段と、
上記目標物体で反射された上記パルス波を受信する受信手段と、
上記受信手段で受信された受信信号と上記第2の連続波信号生成手段で生成された連続波信号を混合して混合信号を出力する混合手段と、
上記パルス波が送信されている間は上記混合手段から上記混合信号が出力されないようにする受信スイッチ手段と、
上記受信スイッチ手段からの出力信号を成形するフィルタ手段と、
上記パルス変調手段で上記第1の連続波信号をパルス状に区切る時刻を基準時刻として所定のサンプリング間隔で上記フィルタ手段からの出力信号をサンプリングするサンプリング手段と、
上記基準時刻からの経過時間に応じて、上記フィルタ手段の通過帯域幅を変化させるフィルタ制御手段を備えることを特徴とするパルスレーダ装置。
Oscillating means for oscillating and outputting a first continuous wave signal in a radio frequency band;
Second continuous wave signal generating means for generating a second continuous wave signal that is phase-synchronized with the first continuous wave signal output by the oscillating means;
Pulse modulating means for dividing the first continuous wave signal output from the oscillating means into a pulse wave by dividing it into pulses, and
Transmitting means for transmitting the pulse wave output from the pulse modulating means toward a target object;
Receiving means for receiving the pulse wave reflected by the target object;
Mixing means for mixing the reception signal received by the receiving means and the continuous wave signal generated by the second continuous wave signal generating means to output a mixed signal;
Receiving switch means for preventing the mixed signal from being output from the mixing means while the pulse wave is being transmitted;
Filter means for shaping an output signal from the reception switch means;
Sampling means for sampling the output signal from the filter means at a predetermined sampling interval with a time at which the first continuous wave signal is divided into pulses in the pulse modulation means as a reference time;
A pulse radar apparatus comprising filter control means for changing a pass bandwidth of the filter means according to an elapsed time from the reference time.
上記第2の連続波信号生成手段は、上記発振手段から出力する上記第1の連続波信号を分配して上記第1の連続波信号と位相同期した第2の連続波信号を生成する信号分配手段であることを請求項1に記載のパルスレーダ装置。   The second continuous wave signal generating means distributes the first continuous wave signal output from the oscillating means to generate a second continuous wave signal that is phase-synchronized with the first continuous wave signal. The pulse radar device according to claim 1, which is means. 無線周波数帯の第1の連続波信号を発振して出力する発振手段と、
上記発振手段から出力する連続波信号をパルス状に区切ってパルス波を生成し、生成したパルス波のパルス幅が所定のパルス幅の間は送信側に接続して第1のパルス波を生成し、生成したパルス波のパルス幅が上記所定のパルス幅以外のときは受信側に切り替えて第2のパルス波を生成する送受切り替え手段と、
上記送受切り替え手段から出力する上記第1のパルス波を目標物体に向けて送信する送信手段と、
上記目標物体で反射された上記第1のパルス波を受信する受信手段と、
上記受信手段で受信された受信信号と上記送受切り替え手段から出力する上記第2のパルス波を混合して混合信号を出力する混合手段と、
上記受信スイッチ手段からの出力信号を成形するフィルタ手段と、
上記送受切り替え手段で送信側に接続する時刻を基準時刻として所定のサンプリング間隔で上記フィルタ手段からの出力信号をサンプリングするサンプリング手段と、
上記基準時刻からの経過時間に応じて、上記フィルタ手段の通過帯域幅を変化させるフィルタ制御手段を備えることを特徴とするパルスレーダ装置。
Oscillating means for oscillating and outputting a first continuous wave signal in a radio frequency band;
The continuous wave signal output from the oscillation means is divided into pulses to generate a pulse wave, and the first pulse wave is generated by connecting to the transmission side while the generated pulse wave has a predetermined pulse width. A transmission / reception switching means for generating a second pulse wave by switching to the reception side when the pulse width of the generated pulse wave is other than the predetermined pulse width;
Transmitting means for transmitting the first pulse wave output from the transmission / reception switching means toward a target object;
Receiving means for receiving the first pulse wave reflected by the target object;
Mixing means for mixing the received signal received by the receiving means and the second pulse wave output from the transmission / reception switching means to output a mixed signal;
Filter means for shaping an output signal from the reception switch means;
Sampling means for sampling the output signal from the filter means at a predetermined sampling interval with reference to the time when the transmission / reception switching means is connected to the transmission side;
A pulse radar apparatus comprising filter control means for changing a pass bandwidth of the filter means according to an elapsed time from the reference time.
上記発振手段が出力する上記第1の連続波信号に対して単位時間あたりの周波数変化量が略一定である周波数変調を施すための変調信号を発生する変調信号発生手段を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のパルスレーダ装置。   Modulation signal generating means for generating a modulation signal for performing frequency modulation in which the frequency change amount per unit time is substantially constant with respect to the first continuous wave signal output from the oscillating means is provided. The pulse radar device according to any one of claims 1 to 3.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103885038A (en) * 2014-03-04 2014-06-25 上海无线电设备研究所 Power optimization method for satellite borne microwave radar system
KR101818536B1 (en) * 2011-07-19 2018-01-15 현대모비스 주식회사 Apparatus Recognizing Object Using Side Signal And Method Thereof
CN111708015A (en) * 2020-07-13 2020-09-25 哈尔滨工业大学 Low-altitude target tracking filtering method under multipath effect

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61284685A (en) * 1985-06-12 1986-12-15 Mitsubishi Electric Corp Radar equipment
JPH11237471A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Mitsubishi Electric Corp Radar system and radar device using the system
JP2006242687A (en) * 2005-03-02 2006-09-14 Kyocera Corp High-frequency transmitter/receiver, radar apparatus with same, vehicle mounted with same, and small vessel mounted with radar apparatus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61284685A (en) * 1985-06-12 1986-12-15 Mitsubishi Electric Corp Radar equipment
JPH11237471A (en) * 1998-02-20 1999-08-31 Mitsubishi Electric Corp Radar system and radar device using the system
JP2006242687A (en) * 2005-03-02 2006-09-14 Kyocera Corp High-frequency transmitter/receiver, radar apparatus with same, vehicle mounted with same, and small vessel mounted with radar apparatus

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101818536B1 (en) * 2011-07-19 2018-01-15 현대모비스 주식회사 Apparatus Recognizing Object Using Side Signal And Method Thereof
CN103885038A (en) * 2014-03-04 2014-06-25 上海无线电设备研究所 Power optimization method for satellite borne microwave radar system
CN111708015A (en) * 2020-07-13 2020-09-25 哈尔滨工业大学 Low-altitude target tracking filtering method under multipath effect
CN111708015B (en) * 2020-07-13 2022-06-21 哈尔滨工业大学 Low-altitude target tracking filtering method under multipath effect

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